瑞得GPS数据后处理.doc

瑞得瑞得GPS应用软件系列应用软件系列 GPS 处处 理理 软软 件件 操操 作作 手手 册册 第一版 瑞得仪器仪器有限公司瑞得仪器仪器有限公司 二二 九年五月九年五月 目 录 1 目 录 第一章 简介和安装 1 1 1 简介和计算机配置要求 1 1 1 1 软件简介 1 1 1 2 软件运行环境和计算机配置要求 1 1 2 软件安装步骤 2 1 3 软件启动和操作步骤 4 第二章 软件功能和菜单 7 2 1 软件基本功能和界面 7 2 1 1 主要功能 7 2 1 2 主界面 7 2 2 文件 9 2 3 数据输入 9 2 4 基线解算 12 2 5 平差处理 14 2 6 成果 16 2 7 工具 18 2 8 查看 20 2 9 设置 21 2 10 帮助 22 2 11 星历预报 23 第三章 典型算例 25 3 1 处理基本步骤 25 3 1 1 新建工程 25 3 1 2 增加观测数据 26 3 1 3 解算基线 27 3 1 4 检查闭合环和重复基线 30 3 1 5 网平差及高程拟合 31 3 1 6 平差成果输出或者打印 32 3 2 特例处理 32 3 2 1 特例处理 33 第四章 使用提示和注意事项 38 4 1 基线向量处理条件设置原则 38 4 2 外业成果质量检核标准 39 目 录 2 4 3 平差条件 基线向量的选择 40 4 4 平差成果质量检验 42 4 5 GPS 网外部检核方法 44 第五章 动态后处理差分软件 48 5 1 后差分系统简介和软件安装 48 5 1 1 系统简介 48 5 2 软件启动和初步使用 49 5 3 软件功能和菜单介绍 50 5 3 1 软件功能 50 5 3 2 主要菜单及功能介绍 50 5 4 软件使用典型算例 51 第六章 瑞得接收机数据下载 57 6 1 数据传输软件简介和界面 57 6 1 1 菜单项 57 6 1 2 工具栏 60 6 1 3 状态栏 61 6 1 4 程序视窗 62 6 2 如何进行数据传输 62 6 3 数据传输软件的扩展作用 63 6 3 1 如何输入注册码 63 6 3 2 检测注册码 64 6 3 3 设置功能 64 附录 有关专业术语注释 65 附录 B 联系方式 67 第一章 简介和安装 1 第一章第一章 简介和安装简介和安装 1 1 1 1 简介和计算机配置要求简介和计算机配置要求 1 1 1 1 1 1 软件简介软件简介 GPSADJ 基线处理与平差软件主要是对 GPS 星历数据进行基线处理 并将结果进行 约束整网平差 得出控制网最后成果 本软件能处理瑞得公司的静态 GPS 数据和各种进口 GPS 接收机 RINEX 标准格式的 数据 软件界面友好 采用风格的全中文操作环境 流程化管理与操作 具有更出色的图 形操作界面和良好的图形服务功能 可进行包括基线网图 误差椭圆等各种图形的输出 打印 平差软件与前期软件相比有了很大改进 因采用建立项目文件的管理方式 工程以 项目文件的形式存在 大大加强了软件的可靠性 通过本软件 用户可方便地自定义椭 球投影参数和选择不同的坐标系统 整个处理过程 包括基线解算 网平差等操作 都 在以 gpsadj 为后缀的瑞得公司专有格式的文件中进行 软件自动记录所有操作 在任何 时候可以把上一次保存的处理进度调出 查阅成果或者继续进行处理 在功能方面 具 有比以往版本功能更强大 自动化程度更高 操作更方便的基线向量解算 闭合环搜索 网平差处理等功能 使用本软件进行基线解算 可以方便地对任一基线的解算条件和解算类型进行设置 对于独立的同步环 异步环以及重复基线 均可自动进行搜索 在网平差处理中 增加 了三维约束平差和多种约束方法 输出的平差成果精度评定更加完善详细 1 1 2 1 1 2 软件运行环境和计算机配置要求软件运行环境和计算机配置要求 一 软件环境 操作系统 WINDOWS98 WINDOWSME WINDOWS2000 WINDOWSXP 二 硬件环境 CPU PII MMX200HZ 以上 内存 32M 以上 推荐配置 128M 硬盘 4G 以上 至少 100M 硬盘存储空间 显示屏 15 CRT 至少 256 色 800 600 的分辨率 鼠标或其它指定设备 建议采用优于以上配置有利软件正常运行 第一章 简介和安装 2 1 2 1 2 软件安装步骤软件安装步骤 双击软件压缩包 弹出图示如图 1 1 所示 图 1 1 解压窗口 软件开始自解压 解压完毕进入软件安装的提示窗口如图 1 2 所示 图 1 2 安装提示窗口 第一章 简介和安装 3 在 安装提示窗口 中用鼠标单击 下一步 弹出窗口提示软件安装到计算机中 的安装路径如图 1 3 所示 图 1 3 安装路径提示窗口 点击图示 1 3 中的 浏览 可选择自定义安装本软件的路径 当然也可使用图示默 认路径 C Program Files 瑞得仪器仪器公司 GPSRuide 安装 选择好路径后用鼠标单 击 下一步 弹出图 1 4 图 1 4 软件安装过程窗口 进度条达到 100 后 弹出图 1 5 所示界面 点击 完成 软件安装完毕 第一章 简介和安装 4 图 1 5 结束窗口 软件安装完毕后 在计算机的桌面自动生成 瑞得 GPS 数据处理 快捷方式 1 3 1 3 软件启动和操作步骤软件启动和操作步骤 点击 瑞得 GPS 数据处理 桌面快捷方式进入基线处理软件 界面如图 1 6 图 1 6 GPS 处理软件界面主界面 软件主界面由菜单栏 工具栏 状态栏以及当前窗口组成 并采用了工程化的管理 第一章 简介和安装 5 模式 因此 在使用之前必须按照要求创建工程项目 软件的基本操作步骤如下 一 点击 文件 菜单下的 新建 项目 弹出界面如图 1 7 所示 图 1 7 新建工程项目 在对话框中按照要求填入 项目名称 施工单位 负责人 选择相应的 坐 标系统 分度带 控制网等级 基线剔除方式 最后点击 确定 按钮 完成 操作 这里你可以自定义坐标系 单击定义坐标系出现以下对话框 图 1 8 坐标系统设置 现在你可以自定义坐标系 你可以给坐标系命名 再输入坐标系的椭球参数和转换 第一章 简介和安装 6 基准 投影设置的参数 自定义的坐标系完成 你可以调用你自定义的坐标系 控制网的等级也可以自己设置 单击图 1 9 里面控制网等级后面的设置 出现下图 的对话框 图 1 9 控制等级设置 控制网的等级已经根据国家 全球定位系统 GPS 测量规范 GB T18314 2001 的标准输入 实际工作中也可以根据实际情况输入地方标准 二 增加野外观测数据 将野外 GPS 采集数据调入软件 这些数据是瑞得公司的专用格式 STH 三 GPS 基线处理 处理合格后要检查异步 同步环闭合差 四 对整网进行约束平差 五 检查和打印成果 上述各项操作将在下面文中分章节进行详述 第二章 软件功能和菜单 7 第二章第二章 软件功能和菜单软件功能和菜单 2 1 2 1 软件基本功能和界面软件基本功能和界面 GPSADJ4 0 基线处理平差软件是对 GPS 星历单 双频数据进行处理和平差的 专业 GPS 内业解算软件 本软件用 VC 编写 采用面向对象的编程方法和管理方 案 功能强大 操作方便 可视化界面友好 2 1 1 2 1 1 主要功能主要功能 1 能对瑞得公司各种型号 GPS 接收机所采集静态测量和后差分的数据进行完 全解算 如 R90 R70 等 2 软件工具中自带坐标转换及四参数计算 3 软件的星历预报功能 以便选择最佳星历情况进行野外作业 4 软件基线处理结果更为严密 平差模型更加可靠 5 能根据需要 方便地输出各种格式的平差成果 6 既可全自动处理所有基线 也可进行手动单条处理 2 1 2 2 1 2 主界面主界面 软件界面非常直观 由菜单栏 工具栏 状态栏以及当前窗口组成 点击相应 的状态栏 当前窗口将显示程序的相应状态 在新建项目后 软件主窗口如图 2 1 所示 图 2 1 主界面 第二章 软件功能和菜单 8 界面左边的快捷状态栏是按照软件的操作步骤按顺序排列的 网图显示 用以显示控制网图形和点的误差椭圆 测站数据 显示每一个测站在 WGS 84 坐标系内的大地坐标 观测数据文件 显示每个原始数据文件的详细信息 包括所在路径 每个观测 站数据的文件名 点名 天线高 采集日期 开始和结束时间 单点定位的经纬度 大地高等 在该状态下 可以增加或者删除数据文件以及修改点名和天线高 基线简表 显示基线解的信息 包括基线名 观测量 同步观测时间 方差比 中误差 X 增量 Y 增量 Z 增量 基线长度和相对误差 也可以查看基线结算结 果的详细报告 闭合环 查看同步环和异步环 以及最小独立闭合环 最小独立同步闭合环 最小独立异步闭合环 重复基线 任意选定基线组成闭合环的闭合差 重复基线 查看重复基线的相关信息 成果输出 查看自由网平差 三维约束平差 二维约束平差 高程拟合等成果 以及相应的精度分析 图 2 2 菜单栏 图 2 2 菜单栏执行程序的各种功能 分别是 文件 菜单 数据输入 菜单 事后差分 菜单 基线解算 菜单 平差处理 菜单 成果 菜单 工具 菜单 设置 菜单 查看 菜单 帮助 菜单 具体功能下文将分节详细介绍 图 2 3 工具栏 图 2 3 工具栏执行菜单中的某一功能 从左至右分别是 新建项目 关闭项 目 打开文件 保存文件 增加观测文件 解算所以基线 解算新增基 线 解算不合格基线 解算选定基线 事后差分解算 停止解算 已知 点录入 关于 显示软件版本信息 基线选择 图形移动 图形放大 图形缩小 全图显示 图上量距 误差椭圆 自动求闭合差 自由网 平差 三维约束平差 二维约束平差 高程拟合 打印 重复基线 所有基线求闭合差 选定基线求闭合差 手工计算闭合差 第二章 软件功能和菜单 9 2 2 2 2 文件文件 从本节开始我们将依次叙述菜单栏中各菜单功能 文件菜单如下图 2 4 所示 图 2 4 文件菜单 新建 建立工程项目文件 打开 打开已经保存过的项目文件 保存 保存当前进度的项目文件 另存为 将当前进度的项目文件存储到另外的硬盘空间或是软盘 优盘等 关闭项目 关闭当前窗口的处理项目 项目属性 可更改项目属性信息 打印 打印当前窗口的网图或平差成果 打印预览 显示默认打印机以及默认设置下的文件或者图形 打印设置 对 Windows 下的打印机进行设置 最近文件 最近几次处理的项目文件 退出 退出程序 2 3 2 3 数据输入数据输入 数据输入菜单如图 2 5 所示 第二章 软件功能和菜单 10 图 2 5 数据输入菜单 增加观测数据文件 在新建文件或者在当前项目文件中增加新的观测文件 可以选 择读入瑞得仪器 sth 观测文件和标准的 RINEX 2 0 观测文件 可以在不同的路径中 任意选择 如图 2 6 所示 图 2 6 增加新的观测文件窗口 注 瑞得 GPS 测量系统的数据处理软件除了处理瑞得的数据外 还可对其它厂商的 接收机所采集的数据进行处理 处理的方法是先把其它非瑞得 GPS 接收机采集的数 据转换为标准的 RINEX 2 0 兼容 RINEX 1 0 格式 读入观测文件后进行向量解 算以及网平差 坐标数据录入 在需要原始观测数据录入的情况下 点击 坐标数据录入 界面 如图 2 7 1 所示 再点击图中 请选择 选择控制点点名 如图 2 7 2 第二章 软件功能和菜单 11 图 2 7 1 录入已知坐标 图 2 7 2 选择已知控制点 然后单击状态 如图 2 8 图 2 8 选择已知控制点的状态 然后输入已知点的坐标 如图 2 9 第二章 软件功能和菜单 12 图 2 9 输入已知控制点的坐标 重复图 2 7 到图 2 9 输入另外已知点的坐标 2 4 2 4 基线解算基线解算 基线解算菜单如图 2 10 所示 图 2 10 基线解算 基线处理设置 在基线处理前对基线的解算条件进行设置 点击次按钮弹出基线设 置对话框如图 2 11 所示 第二章 软件功能和菜单 13 图 2 11 基线处理设置窗口 图 2 11 基线基本信息各项目的含义是 设置作用选择 全部基线 对所有调入软件的观测数据文件进行解算 当一条基线解算结束并 解算合格 一般情况下要求比值即方差比大于 3 0 后 网图上表示的基线边将变 红 不合格的基线将维持灰色 新加入基线 对新增加进来的基线单独解算 不合格基线 软件只处理上次解算后不合格的基线 高度截止角 即卫星高度角截止角 通常情况下取其值为 20 0 度 用户也可 以适当地调整使其增大或者减小 但应当注意 当增大卫星高度截止角时 参与处 理的卫星数据将减少 因此要保证有足够多的卫星参与运算 且 GDOP 良好 在卫 星较多时 取 20 0 较为适宜 默认的设置为 20 0 历元间隔 指运算时的历元间隔 该值默认取 5 秒 可以任意指定 但是必须 是采集间隔的整数倍 例如 采集数据时设置历元间隔为 15 秒 而采样历元间隔 设定 20 秒 则实际处理的历元间隔将为 30 秒 粗差容忍系数 默认值为 3 5 合格解选择 可以选择合格固定解 固定解 浮动解 三差解 由基线独立选 择 当选择合格固定解 固定解 浮动解和三差解时 是对控制网的全部基线进行 统一的设置 要对任一基线进行独立设置则必须选择 由基线独立选择 最小同步时间 同步观测时间小于设定值的同步基线将不参与计算 第二章 软件功能和菜单 14 2 5 2 5 平差处理平差处理 平差处理菜单如图 2 12 所示 图 2 12 平差菜单 平差参数设置 图 2 13 平差参数设置 本项设置为选择已知点坐标与坐标系匹配的检查和高程拟合方案 在图 2 13 中 的 二维平差选择 中作了选择后 在进行平差计算时 若输入的已知点坐标和概 略坐标差距过大 软件将不进行平差 反之 没有选择 软件对平差已知点不作任 何限制 无论输入怎样的已知点坐标 都能计算平差结果 高程拟合方按选取适当 的已知水准点来拟合 GPS 高程控制网 最大限度减少高程异常带来的误差或错误 自动处理 基线处理完后点此菜单 软件将会自动选择合格基线组网 第二章 软件功能和菜单 15 重复基线 搜索重复基线长互差 闭合环闭合差 检查闭合环包括同步环和异步环闭合差 手工计算闭合差 根据用户需要在网图或基线简表中选定需要计算的基线组成 闭合环后进行闭合差计算 三维平差 对空间三维坐标点进行平差 自由网平差提供各控制点在 WGS 84 系下的三维坐标 经度 纬度 大地高 各基线向量三个坐标差观测值的总改正 数 基线边长以及点位边长的精度信息 误差椭圆 二维平差 对平面位置点进行二维约束平差 约束平差提供在北京 54 全国 80 WGS 84 坐标系 或者城市独立坐标系的二维平面坐标 基线向量改正数 基 线边长 以及坐标 基线边长的精度信息 转换参数 误差椭圆等 高程拟合 测量工作是在地面进行的 而地球的自然表面是一个不规则的复杂 曲面 不能用准确的数学模型来描述 也就不能作为基准面 在实际测量中采用与 平静海平面相重合大地水准面来代替地球的实际表面 而在全球定位系统中采用的 坐标系统是 WGS 84 坐标 这就存在一个转换问题如图 2 14 所示 水准点 地面 H h 大地水准面 N WGS 84 椭球面 图 2 14 高程适宜图 h 海拔高 H WGS 84 大地高 N WGS 84 椭球面与大地水准面的高程异常 瑞得网平差软件采用二次曲面拟合求取各点的高程异常 N 来对 GPS 高程进 行改正 注意 输入二个点可以进行平移 输入三个或三个点以上 六个点以下可进行 平面拟合 输入六个以上点进行二次曲面拟合 网平差计算 约束平差提供在北京 54 全国 80 WGS 84 坐标系 或城市独立 坐标系的三维坐标 基线向量改正数 基线边长以及坐标 基线边长的精度信息 转换参数 误差椭圆等 第二章 软件功能和菜单 16 2 6 2 6 成果成果 成果菜单如下图 2 15 所示 图 2 15 成果菜单 基线解输出 瑞得仪器 Gps 基线解算结果 Ver 4 400 格式在此菜单项下文本输 出 输出结果可用其它平差软件进行平差计算 单击基线解算输出出现图 2 16 对话 框 这是你可以选择存储路径 单击确定就可以了 图 2 16 基线解输出 Rinex 输出 将采集的 GPS 静态数据换成标准 Renix 格式文本输出 单击 第二章 软件功能和菜单 17 Rinex 输出后出现如图 2 17 对话框 选择保存路径后确定即可 图 2 17 输出路径 成果打印输出设置 执行本命令后 出现下图界面 用户可根据需要自行设定 所需输出的成果 图 2 18 成果打印输出设置 成果 报告预览 打印前预览网平差成果报告 成果报告打印 打印网平差成果报告 成果报告 文本文档 以文本文档形式输出网平差成果报告 单击成果报告后 出现文件输出对话框 选择保存路径后确定即可 差分成果输出 输出事后差分解算的成果报告 在弹出的窗口中选择目标目录 第二章 软件功能和菜单 18 差分成果 CASS 将事后差分成果以 CASS 格式输出 输出界面如图 2 17 网平差成果文本输出 输出控制网平差成果报告文本格式 输出界面如图 2 17 网平差成果 CASS 将网平差成果以 CASS 格式输出 输出界面如图 2 17 以上均为了将软件处理后的基线结果和平差结果输出文本 输出后 文件保存 在你选择的路径下 例如 以上文本文件输出在 C Documents and Settings Administrator 桌面 网图输出 DXF R14 输出控制网图形 单击后出现以下图形 图 2 19 网图输出设置 选择你要的比例尺 然后单击输出后如图 2 20 图 2 20 输出文件名设置 这时选择你要保存文件的文件名和保存路径即可 2 7 2 7 工具工具 工具菜单如下图 2 21 所示 第二章 软件功能和菜单 19 图 2 21 工具菜单 本菜单集成了一些常用的小工具 工程文件合并 合并不同的工程文件 英语 软件中英文界面切换 瑞得接收机数据下载 第六章单独介绍 GPS 坐标转换 对于北京 54 全国 80 WGS 84 以及自定义的坐标系 可以 实现空间直角坐标 大地坐标系 平面直角坐标系之间的转换 图 2 22 坐标转换窗口 对于自定义坐标系 可以输入相应的参数进行设置 第二章 软件功能和菜单 20 图 2 23 投影参数设置窗口 星历预报 在本章第十一节单独介绍使用和特点 2 8 2 8 查看查看 查看菜单如下 图 2 24 查看菜单 工具栏 图 2 25 工具栏菜单 工具栏中的图标皆为软件各菜单的快捷方式 新建项目 关闭项目 打开已保存项目 保存项目 增加观测数据 解算所有基线 解算新增基线 解算不合格基线 解算选定基线 差分解算 输入已知点数值 关于 第二章 软件功能和菜单 21 基线选择 图形移动 图形放大 图形缩小 全图显示 误差椭圆 图上量距 网平差 数据自动主网 三维自由网 二维约束平差 高程拟合 打印 重复基线 所有基线求闭合差 使用基线求闭合 差 手工计算闭合 差 状态栏已在本章第一节有详细介绍 这里不再赘述 2 9 2 9 设置设置 图 2 26 设置菜单 设置菜单里面的各项设置在各个分菜单里面都有介绍 这里不再重复 各个分 菜单里面的设置只对当前工程有效 而设置菜单里面的设置对任何项目工程都其作 用 第二章 软件功能和菜单 22 2 10 2 10 帮助帮助 图 2 27 帮助菜单 关于 单击后出现如图 2 28 的对话框 图 2 28 软件版本号 注册 软件首次使用时需要注册 单击菜单中注册后出现 2 29 的对话框 注册 码为任意 16 位数字或字母的组合 输入注册码 然后单击下图中的注册即可 本 软件可以解算瑞得标准的 sth 格式数据 也可以解算非瑞得标准格式的数据 但是 非瑞得格式的数据解算后平差成果不能打印和输出 第二章 软件功能和菜单 23 图 2 29 注册 2 11 2 11 星历预报星历预报 在工具菜单下的星历预报软件主要作用是预报 GPS 卫星情况 软件利用网上下载的最新星历文件即可预报 30 天之内的卫星分布 PDOP 值 卫星个数 卫星分布时段等 我们根据卫星预报 就可以选择好的时段进行外业数 据采集 保证外业采集数据的质量 而在星历较差时采集数据容易导致返工重测 造成人力物力浪费 星历预报软件使用如下 首先打开软件左边状态栏窗口下的 参数设置 图 2 30 星历预报参数设置 先设定你要观测卫星的时间段 例如开始 8 00 结束 18 00 然后在 第二章 软件功能和菜单 24 上图星历文件下点击 浏览 选择已采集的星历文件后弹出界面如下 2 31 图 图 2 31 星历预报主界面 从上图可看到许多有效卫星情况 1 任一时间段当地上空有几颗卫星 例如上图预报 2002 年 7 月 26 日上午 10 点 30 分有七颗卫星 中午 14 点有 10 颗卫星 2 任一时间卫星分布 PDOP 值 3 还能显示每颗卫星在天空出现的时间段 4 有卫星分布图和卫星轨道图 注意 星历文件有效期为 30 天 也就是说 只能预报星历文件采集的时刻往 后推 30 天的星历 过期后请重新采集或者下载新星历文件 第三章 典型算例 25 第三章第三章 典型算例典型算例 3 1 3 1 处理基本步骤处理基本步骤 现以某控制网计算的全过程为例学习软件的各项操作 3 1 1 3 1 1 新建工程新建工程 图 3 1 建立项目 图 3 2 坐标系统设置 第三章 典型算例 26 在图 3 1 建立项目中根据要求完成各个项目的填写并点击 确认 按钮确认 在选 择坐标系时若是自定义坐标系点击 定义坐标系统 按钮 弹出对话框如图 3 2 所示 根据 系统参数 中的配置完成自定义坐标系 注 以前版本的基线处理软件要求在定义坐标系时输入中央子午线经度 而新软件 自动默认三度带或六度带中央子午线经度 不必再输入中央子午线经度 若是地方中央 子午线 可用自定义坐标系 中央子午线经度在对话框中输入 3 1 2 3 1 2 增加观测数据增加观测数据 将野外采集数据调入软件 可以用鼠标左键点击文件 一个个单选 也可 全选 所有文件 图 3 3 数据文件录入菜单 点击 确定 按钮 在软件的右下角会显示录入数据进度如图 3 4 所示 图 3 4 处理进度 然后稍等片刻 调入完毕后 网图如下图 3 5 所示 第三章 典型算例 27 图 3 5 演示网图 3 1 3 3 1 3 解算基线解算基线 选择解算全部基线 这一解算过程可能等待时间较长 处理过程若想中断 请点击 停止 图 3 6 处理进度 基线处理完全结束后 网图如下图 颜色已由原来的绿色变成红色或灰色 基线双差固 定解方差比大于 3 的基线变红 软件默认值 3 小于 3 的基线颜色变灰色 灰色基线方 差比过低 可以进行重解 例如对于基线 Q009 Q007 用鼠标直接在网图上双击该基 线 选中基线由实线变成虚线后弹出基线解算对话框如图 3 7 在对话框的显示项目中 可以对基线解算进行必要的设置 第三章 典型算例 28 图 3 7 基线情况 基线解算对话框各项设置的意义和使用说明如下 显示当前处理的基线 当基线 Q009 Q007 中 存在重复基线 可点击右端的小三角框选择要修改的重复基线 如图 3 7 所示 图 3 8 选择基线 注 文件 Q0092041 中 Q009 表示点名 204 表示测量日期是 1 年 365 天 中的第 204 天 1 表示时段号 在白色小方框中单击鼠标左键后小方框中出现小 勾 表示此功能已经被选中 禁用 表现禁用当前的基线 新增基线 表示当前基 线为新增基线 选中基线 表示当前基线为正在处理的选中基线 第三章 典型算例 29 数据选择系列中的条件是对基线进行重解的 重要条件 可以对高度截止角和历元间隔进行组合设置完成基线的重新解算以提高基线 的方差比 历元间隔中的左边第一个数字历元项为解算历元 第二项为数据采集历元 当解算历元小于采集历元时 软件解算采用采集历元 反之则选用设置的解算历元 编辑 中的数字表示误差放大系数 合格解选择 为设置基线解的方法 分别有 双差固定解 双差浮点解 三 差解 三种 默认设置为双差固定解 在反复组合高度截至角和历元间隔进行解算仍不合格的情况下 可点状态栏基线简 表查看该条基线详表 点击左边状态栏中 基线简表 点击基线 Q0092041 Q0072041 显示栏中会显示基线详情 如图 3 9 所示 图 3 9 基线详解 第三章 典型算例 30 图 3 10 数据编辑 图 3 9 中详细列出了每条基线的测站 星历情况 以及基线解算处理中周跳 剔除 精度分析等处理情况 在基线简表窗口中将显示基线处理的情况 先解算三差解 最后 解算出双差解 点击该基线可查看三差解 双差浮动解 双差固定解的详细情况 无效 历元过多可在左边状态栏中观测数据文件下剔除 例如在 Q0072041 STH 数据双击弹出 数据编辑框 图 3 10 点中 然后按住鼠标左键拖拉圈住上图中有历元中断的地方 即可剔除无效历元 点中可恢复剔除历元 在删除了无效历元后从解基线 若基线 仍不合格 就应该考虑对不合格基线进行重测了 3 1 4 3 1 4 检查闭合环和重复基线检查闭合环和重复基线 待基线解算合格后 少数几条解算基线不合格可让其不参与平差 在 闭合环 窗口中进行闭合差计算 首先 对同步时段任一三边同步环的坐标分量闭合差和全长相 对闭合差按独立环闭合差要求进行同步环检核 然后计算异步环 程序将自动搜索所有 的同步 异步闭合环 有关同步 异步闭合环 重复基线的要求请查看使用提示 外业成果质量检核标准 页 或者参照有关国家规范 后面章节专门介绍 搜索闭合环点左边状态栏中闭合环 有下图显示闭合差 第三章 典型算例 31 图 3 11 闭合环 从上图中看出 此网所有的同步闭合环均小于 10ppm 小于四等网 10ppm 的 要求 闭合差如果超限 那么必须剔除粗差基线 基线选择的原则方法请查看使用提示 点击 基线简表 状态栏重新算 根据基线解算以及闭合差计算的具体情况 对一些基 线进行重新解算 具有多次观测基线的情况下可以不使用或者删除该基线 当出现孤点 即该点仅有一条合格基线相连 的情况下 必须野外重测该基线或者闭合环 3 1 5 3 1 5 网平差及高程拟合网平差及高程拟合 一 数据录入 输入已知点坐标 给定约束条件 本例控制网中 Q007 Q049 为已知约束点在点击 数据输入 菜单中的 坐标数据 录入 弹出对话框如图 3 12 在 请选择 中选中 Q007 单击 Q007 对应的 北 向 X 的空白框后 空白框就被激活 此时可录入坐标 通过以上操作最终完成已知数 据的录入 第三章 典型算例 32 图 3 12 录入已知数据 二 平差处理 进行整网无约束平差和已知点联合平差 根据以下步骤依次处理 1 自动处理 基线处理完后点此菜单 软件将会自动选择合格基线组网 进行环 闭合差 2 三维平差 进行 WGS 84 坐标系下的自由网平差 3 二维平差 把已知点坐标带入网中进行整网约束二维平差 但要注意的是 当 已知点的点位误差太大时 软件会提示如图 3 13 所示 在此时点击 二维平差 是不能 进行计算的 用户需要对已知数据进行检合 图 3 13 错误提示窗口 4 高程拟合 根据 平差参数设置 中的高程拟合方案对观测点进行高程计算 注 网平差计算 的功能可以一次实现以上几个步骤 3 1 6 3 1 6 平差成果输出或者打印平差成果输出或者打印 参看第二章第六节 3 23 2 特例处理特例处理 本节主要针对一些特别数据的基线处理和平差的方法进行介绍 第三章 典型算例 33 我们平常野外采集的 GPS 数据在内业处理软件中不一定能一次性解算合格 平差时 需要剔除一些粗差大或不合格基线并选择不同已知点来约束平差以求得最佳成果 下面 还是以实例来讲解 3 2 1 3 2 1 特例处理特例处理 下面以某单位的施工控制网为例说明基线处理的基本原则和操作 施工网图如图 3 14 所示 图 3 14 施工网图 上图网中的基线 TH01 SXCW 这条重复基线解算后的方差比太低 如图 3 15 所示 第三章 典型算例 34 图 3 15 基线情况 对此观测数据质量差的数据进行重新解算 一般我们采用以下三种措施 一 确定合适的历元间隔 我们可从图 3 15 看到 TH012082 SXCW2082 这条基线约有 10km 而同步观测时间 只有 72 分钟 如果使用历元间隔 60 秒来解算 则一共有 72 个历元的数据参与解算 我们可看到图 3 15 解算后方差比较低为 1 4 没达到成为合格固定双差解的条件 由于 基线越长 所观测的采集时间也越长 而我们野外观测时间只有 72 分钟 现在可调整 缩小历元间隔为 30 秒来解算 这时参与计算的一共有 144 个历元的数据 比用历元间 隔 60 秒来解算多一倍的数据量 这样可弥补观测时间不足 现在用 30 秒间隔来算结果 如图 3 16 所示 图 3 16 修改后的基线情况 此时方差比为 1 0 反而比 1 4 更低 我们可查看基线详解图 3 17 数据某些时间段 出现周跳或中断 数据量多同时也带进了更多的质量差的数据 这时又要求缩小历元间 隔 第三章 典型算例 35 图 3 17 基线卫星数据图 综上所述确定合适的历元间隔原则 1 对基线同步观测时间较短时 可缩小历元间隔 让更多的数据参与解算 同步 观测时间较长时 要增加历元间隔 让更少的数据参与解算 2 数据周跳较多时 要增加历元间隔 这样可跳过中断的数据继续解算 二 如何确定合适的高度截止角 如果更改历元间隔来解算无法使基线方差比增加 我们再来调整高度截止角 当高 度截止角较低时 参与解算的卫星数目多 但低空卫星数据通讯容易被外界干扰 低空 卫星质量差的数据较多 当高度截止角较高时 参与解算的卫星数目少 但高空卫星数 据通讯不容易被外界干扰 高空卫星质量好的数据较多 如图 3 16 的高度截止角设为 25 度时方差比为 1 0 改为高度截止角 35 度时 如图 3 18 方差比为 5 6 已满足合格固定双差解的条件 综上所述确定合适的高度截止角原则 1 当基线详解中查看到卫星数目足够多 适当增加高度截止角 尽量让高空卫星 数据进入解算 2 当基线详解中查看到卫星数目比较少时 最低解算要求 4 颗以上卫星 适当降 低高度截止角 尽量让多一些卫星数据进入解算 第三章 典型算例 36 图 3 18 合格基线情况 三 如何剔除无效历元 从图 3 17 我们看到 TH012082 历元有中断的地方较多 我们双击左状态栏的 TH01282 STH 数据双击弹出数据编辑框 图中红线代表接收机对卫星 L1 载波信号的跟 踪情况 每一条红线对应一颗卫星 卫星序号为图左端所示 红线中断处表示当时卫星 信号失锁 为无效历员 删除无效历员时点中 然后按住鼠标左键拖拉框选圈住图 3 19 中有历元中断的地方即可剔除无效历元 点中可恢复剔除历元 图 3 19 单个基线卫星数据图 无效历元剔除后将变灰如下图 第三章 典型算例 37 图 3 20 剔出无效历元后的卫星数据图 退出数据编辑框 重新解算剔除无效历元后的基线 TH012082 SXCW2082 用以上三种方法综合交叉使用来解算基线合格后要检核异步环 同步环和重复基线 限差 限差要求见第四章 合格后才能网平差 所述三种基线解算条件只是一个大致的原则 用户可以根据基本原则合理的相互配 合进行设置 以使基线解算达到要求 在基线解算中还要求同步环中各条基线解算设置 条件尽量保持一致 而修改了基线设置后又很难使其保持一致从而造成闭合环差过大 因此 我们一般只对基线方差比小于解算通过条件的基线进行重解 其他基线不作改动 注意 同一时段观测值的数据剔除率其值宜小于数据总量 10 GPS 国家规范要求 使用提示和注意事项 在本章将对在使用中的具体要求给出一些提示以及建议 用户可结合具体的工程应 用进行适当的设置 第四章 使用提示和注意事项 38 第四章第四章 使用提示和注意事项使用提示和注意事项 4 1 4 1 基线向量处理条件设置原则基线向量处理条件设置原则 在解算基线向量中 由于实际作业中对采用的作业模式 测量精度等要求都可能有 所不同 因此有必要在解算时指定具体的解算条件 例如所采用基线的类型 基线合格 的条件以及具体指定基线解算的历元间隔 卫星高度角 处理的无效历元等 另一方面 虽然在绝大部分情况下 R70 型 GPS 测量系统的成果都能自动处理出来 但在测量中不 可避免地受外界环境的影响 如信号的遮挡 可观测卫星的多少 卫星在空中分布的图 形强度大小 测站附近强磁场的干扰 多路径效应的影响等等 因此 除了在野外观测 必须按要求采取相应措施减小各种不利因素的影响外 还需要在必要时通过一定的手段 来改进基线向量成果 一般来说 基线向量处理设置条件时必须遵守如下的原则 一 选取适当的基线解算类型 处理基线中 解算整周模糊度的能力与基线的长度有关 获得全部模糊度参数整数 解的结果称为双差固定解 只获得双差模糊度参数整数解的结果称为双差浮动解 对于 较长的基线 浮动解也不能得到较好的结果 只能用三差解 同一级别的 GPS 网 根据基线长度的不同 可采用不同的基线解算类型 根据相应 的国家 GPS 测量规范 在 8 公里以内的基线必须采用双差固定解 30 公里以内的基线 可在双差固定解和双差浮动解中选择最优结果 所谓最优解即是基线处理中基线解的中 误差最小 特别是在异步环和复测基线检验中闭合差最小的那一种解算结果 30 公里及 其以上的基线 可采用三差解作为基线解算的最终结果 对于所有同步观测时间短于 35min 的快速定位基线 应采用符合要求的双差固定解作为基线解算的最终结果 对于 8 公里以内的短基线以及采用快速定位来确定的基线 在按照操作手册的要求 进行观测时 应该能获得满足整周模糊度参数固定解的能力 若得不到好的固定解 不 是观测条件太差 如靠近强无线电干扰源 高压线 强发射体 处于树荫下等 就是 卫星星座的几何条件不好或是信号不正常的卫星太多 这样的观测量是不能采用的 二 确定适当的基线解算条件 通过设置卫星高度角 采样间隔 有效历元等参数可以对基线进行优化 1 卫星高度截止角 卫星高度截止角 卫星高度角的截取对于数据观测和基线处理都非常重要 观测较低仰角的卫星有时 会因为卫星信号强度太弱 信噪比较低而导致信号失锁 或者信号在传输路径上受到较 大的大气折射影响 而导致整周模糊度搜索的失败 但选择较大的卫星高度角可能出现 观测卫星数的不足或卫星图形强度欠佳 因此同样不能解算出最佳基线 在本系统中 采集卫星高度截止角默认为 10 度 而处理基线中默认设置为 20 度 如果同步观测卫星数太少或者同步观测时间不足 对于短基线来说 可以适当降低高度 第四章 使用提示和注意事项 39 角后重新试算 这样可能会获得满足要求的基线结果 此时应注意 要求测站的数据要 稳定 且环视条件要好 解算后的基线应进行外部检核 如同步环和异步环检核 以保 证其正确性 如果用默认设置值解算基线失败 且连续观测时间较长 观测的卫星数较多 图形 强度因子 GDOP 值较小 则适当提高卫星的高度角重新进行解算可能会得到较好的结果 这主要是观测环境和低仰角的卫星信号产生了较严重的多路径和时间延迟所引起的 2 采样间隔 采样间隔 R70 型接收机具有较高的内部采样率 指野外作业设置的数据采集间隔 由 1 秒至 255 秒自由设置 默认为 15 秒 而处理基线中并不是所有的数据都参与处理 而是从 中根据优化原则选取其中的一部分数据采样进行处理 采集高质量的载波相位观测值是 解决周跳问题的根本途径 而适当增加其采集密度 又是诊断和修复周跳的重要措施 因此 在采用快速静态作业或者该基线观测时间较短的情况下 可以适当把采样间隔缩 短 由于软件处理周跳能力比较强大 默认的 60 秒采样间隔一般能满足要求 3 无效历元 无效历元 在某些情况下 例如该卫星的健康情况恶劣 或者测站环境不理想 受电磁干扰而 导致某些卫星数据信号经常失锁 又或者低仰角的卫星有时会因为卫星信号强度太弱 信噪比较低而导致信号失锁 以及信号在传输路径上受到较大的大气折射影响而导致整 周模糊度搜索的失败 此时应该对该卫星的星历进行处理 通过查看基线详解 可以对卫星观测中周跳的情况进行检查 对于经常失锁的卫星 或者历元段过短的星历进行剔除 4 2 4 2 外业成果质量检核标准外业成果质量检核标准 观测成果的外业检核是确保外业观测质量 达到预期平差精度要求的重要环节 因 此 在观测任务结束后 必须在测区及时 最好是当天 对外业的观测数据质量进行检 核和评价 以便及时发现不合格成果 并根据情况采取措施 删除重测或补测等 检核一般采用以下几种方法 同步观测边的检核 检核基线方差比 ratio 及均方差 rms 一般来说 基线在 10 公里以内 基线方差比大于 3 0 可以认为是符合等级网的测 量要求 随着基线长度的增加 其中误差也相对会有所增加 如果仅作为加密控制 或者要求较低的情况下亦可以相对放宽条件 例如方差比大 于 2 0 重复基线边的检核 同一基线边观测了多个时段得到的多个基线边称为重复基线边 对于不同观测时段 第四章 使用提示和注意事项 40 的基线边的互差 其差值应小于相应级别规定精度的 22 倍 而其中任一时段的结果与 各时段平均值之差不能超过相应级别的规定精度 异步观测环和同步观测环闭合差的检核 根据国家 全球定位系统 GPS 测量规范 全球定位系统城市测量技术规程 的要求 对于非同步以及同步观测边所构成的闭合图形 又称异步环 同步环 各点坐 标闭合差必须符合一定的要求 异步环 WX n3 WY n3 WZ n3 WWWW XYZ 222 n33 其中 n 闭合环中的边数 相应级别规定的基线向量的弦长精度 按平均边长计算 参见第二章确定基 线精度 同步环 同步环坐标分量以及全长相对闭合差的规定如下表 1 单位 6 101 m 类型 等级限差 二等三等四等一级二级 坐标分量相对闭合差2 03 06 09 09 0 环线全长相对闭合差3 05 010 015 015 0 表 1 注 软件中采用环线全长相对闭合差为指标 4 3 4 3 平差条件 基线向量的选择平差条件 基线向量的选择 基线经质量检核合格后进行 GPS 网平差 选择正确的平差条件包括坐标系统 约束 条件 基线边的剔除等影响到整个平差成果 因此平差时必须遵循以下的原则 一 选择适当的坐标系统 第四章 使用提示和注意事项 41 1 标准坐标系统 标准坐标系统 采用标准的 WGS 84 北京 54 以及国家 80 坐标系可以直接在网平差设置里选择 但是必须按要求输入正确的原点经度 投影中央子午线 2 自定义坐标系统 或者工程椭球 自定义坐标系统 或者工程椭球 已知参数 一般的自定义坐标系 或工程椭球 是从标准的国家坐标系转换而来 大多数情形 下是对加常数或者中央子午线 投影椭球高重新进行定义 因此必须选择相应的参数 包括所用椭球的参数 加常数 投影中央子午线 投影椭球高等 未知参数 假如是完全独立自定义的工程坐标系 尤其是没有办法与国家点联测 又或者投影 变形超过规范要求的 可以选用标准椭球 例如北京 54 椭球参数 然后采用固定一点 和一个方位角的办法来处理 具体方法如下 采用基线某一端点的单点定位解作为起点 然后用高精度的红外激光测距仪测出到 基线另一端点的边长 经过严格的改正后 投影到指定高度 一般是测区的平均高程面 然后假定一个方位角 一般是采用真北方向 算出基线终点的坐标 以此两点作为约 束点 然后采用与前面一致的椭球参数 投影椭球高 此时注意原点经度 中央子午线 可以采用测区中央的子午线 这样 一方面使得其变形满足规范要求 另一方面在小比 例尺的图上可以与国家标准坐标系联系起来 二 给出符合精度要求的已知点 选取已知点必须符合下面的要求 1 尽量选取等级高 同一整体网 同一时期的控制点 尽量选取等级高 同一整体网 同一时期的控制点 在实际作业中 由于大量的国家点遭到破坏 而且点位的资料通常比较难以搜集齐 全 因此尽量选取等级高的已知点 在面积较大时 最好能联测一些二等点 而采用三 等点以及四等点则必须经过仔细的检核分析 值得注意的是 不同时期 不同一个整体 网所得的成果 通常会有所差异 因此最好选取同一时期 同一方法的已知点 高程已 知点要求采用不低于四等水准测量的方法进行水准联测 2 已知点必须分布合理并且尽量联测更多的高程已知点 已知点必须分布合理并且尽量联测更多的高程已知点 分布均匀合理的已知点 尤其是高程已知点对于提高整个约束平差精度起着相当重 要的作用 在联测的水准点分布比较合理均匀时 输入足够多的高程已知点 三个以上 六个以下只能作平面拟合 六个以上才能进行曲面拟合 采用二次曲面拟合的方法可以 获得精度较高的高程异常值 从而使 GPS 点的高程达到等外水准或者四等水准的要求 3 选取兼容性较好的已知点 选取兼容性较好的已知点 采用三个平面已知点作为二维约束平差的约束条件是比较合适的 当联测更多的已 知控制点时 一般不将它们都作为固定点 而是用它们的原坐标对成果进行分析 可以 通过选用不同组合的已知点进行网平差质量检核 剔除不兼容的起算点 具体方法见下 一节平差成果质量检核 可以把所有的已知点输入 然后在网平差设置中把要参与平 差的已知点设定为 有效 其它的则使其选为无效 三 正确选择基线 第四章 使用提示和注意事项 42 1 选取适当的基线解类型 选取适当的基线解类型 根据第一节的要求选取适当的基线解类型 在基线条件设置中选择 按基线独立选 择 然后在基线简表或者网图状态下逐一对基线的类型进行选择 2 剔除含有粗差的基线 剔除含有粗差的基线 在外业质量检核中可以舍弃在复测基线边长较差 同步环闭合差 独立异步环闭合 差检验中超限的基线 在自由网平差时进一步对基线进行检验 具体见下一节检验平差 成果 剔除含有粗差的基线观测量 3 基线图形的要求 基线图形的要求 平差中基线图形必须满足下面的要求 不能出现孤点 对于独立的孤点 即该控制点不能与两条合格的独立基线相连 必须在该点上补 测或者重测不得小于一条的独立基线 独立环基线数目不能超限 在舍弃基线后独立环所含基线数不能超过表 2 要求 闭合环或附合路边数的规定 等级二等三等四等一级二级 闭合环或附合路 线的边数 条 6 8 10 10 10 表 2 4 4 4 4 平差成果质量检验平差成果质量检验 一 精度要求 国家测绘局 1992 年制订的我国 GPS 测量规范 将 GPS 的精度分为 A E 五级 见下表 3 其中 A B 两级一般是国家 GPS 控制网 C D E 三级是针对局部性 GPS 网规定的 级别 项目 ABCDE 固定误差 a mm 5 8 10 10 10 比例误差系数 b mm 0 1 1 5 10 20 相邻点最小距离 Km 100 15 5 2 1 相邻点最大距离 Km 2000 250 40 15 10 第四章 使用